Der Münz-Test
AFB I–IITom kippt sein Kleingeld auf den Tisch und fährt mit einem starken Magneten darüber. Einige Münzen springen an den Magneten, andere bleiben liegen — obwohl alle aus Metall sind.
Material M1 zeigt, woraus die einzelnen Euro-Münzen bestehen.
| Münze | Material |
|---|---|
| 1, 2 und 5 Cent | Stahlkern mit dünnem Kupferüberzug |
| 10, 20 und 50 Cent | Messing (Kupfer und Zink) |
| 1 Euro | äußerer Ring aus Messing, Kern mit Nickel |
| 2 Euro | äußerer Ring mit Nickel, Kern aus Messing |
Kupfer, Zink und Messing sind nicht magnetisch. Stahl (überwiegend Eisen) und Nickel sind es.
- Gib an, welche Münzen der Magnet anzieht und welche nicht.
- Die 5-Cent-Münze sieht aus wie reines Kupfer, wird aber trotzdem angezogen. Erkläre diesen Widerspruch.
- Toms Schwester behauptet, sie könne mit dem Magneten „echtes von falschem Geld“ unterscheiden: Was hängen bleibt, sei echt. Beurteile diese Behauptung.
Tipp zu Aufgabe a)
Tipp zu Aufgabe b)
Tipp zu Aufgabe c)
Lösung zu Aufgabe a)
Angezogen: 1, 2 und 5 Cent (Stahlkern) sowie 1 Euro (Nickelkern) und 2 Euro (Nickel im äußeren Ring).
Nicht angezogen: 10, 20 und 50 Cent — sie bestehen ganz aus Messing, also aus Kupfer und Zink.
Bei der 1-Euro-Münze reagiert nur die Mitte, bei der 2-Euro-Münze nur der Ring. Das kann man mit einem kleinen Magneten sogar spüren.
Lösung zu Aufgabe b)
Die 5-Cent-Münze ist nicht aus Kupfer, sie ist nur damit überzogen. Darunter steckt ein Kern aus Stahl, also überwiegend Eisen.
Ein Magnet wirkt durch dünne, nichtmagnetische Schichten hindurch — die Kupferhülle hält ihn nicht auf. Er zieht also den Eisenkern an, obwohl er ihn gar nicht berührt.
Man darf beim Testen also nie nur auf die Farbe oder die Oberfläche schauen: Entscheidend ist, was im Inneren steckt.
Lösung zu Aufgabe c)
Die Behauptung ist falsch. Nach dem Ergebnis aus a) bleiben die 10-, 20- und 50-Cent-Münzen nicht am Magneten hängen — und die sind trotzdem echt.
Umgekehrt gilt genauso wenig: Eine Fälschung könnte aus billigem Eisenblech bestehen und würde dann sogar besonders gut haften.
Der Magnet zeigt also nur, ob Eisen oder Nickel enthalten ist — nicht, ob eine Münze echt ist. Echtheitsprüfungen nutzen daher zusätzlich Gewicht, Durchmesser und Prägung.
Zwei Löffel, ein Rätsel
AFB II–IIIIn der Schulküche liegen zwei Löffel nebeneinander. Auf beiden steht eingeprägt: rostfrei — Edelstahl. Sie sehen gleich aus, glänzen gleich und fühlen sich gleich an.
Als Mia einen Magneten daranhält, bleibt Löffel 1 daran hängen. Löffel 2 fällt sofort herunter. Material M2 zeigt, was die Kiste des Herstellers über die beiden Sorten verrät.
| Löffel 1 | Löffel 2 | |
|---|---|---|
| Bezeichnung | Edelstahl 13/0 | Edelstahl 18/10 |
| Chrom-Anteil | 13 % | 18 % |
| Nickel-Anteil | 0 % | 10 % |
| Rest | überwiegend Eisen | überwiegend Eisen |
| Reaktion auf den Magneten | wird angezogen | keine Reaktion |
Die Zahlen geben den Anteil an Chrom und Nickel in Prozent an. Beide Sorten enthalten mehr als 70 % Eisen.
- Beschreibe den Unterschied zwischen den beiden Löffeln anhand von M2.
- Ein Schüler sagt: „Löffel 2 kann gar kein Eisen enthalten, sonst würde er ja hängen bleiben.“ Widerlege seine Aussage mithilfe von M2.
- In vielen Küchen stehen Induktionsherde. Sie funktionieren nur mit Töpfen, deren Boden magnetisch ist. Entscheide, welche der beiden Edelstahlsorten sich für einen solchen Topfboden eignet, und begründe deine Wahl.
Tipp zu Aufgabe a)
Tipp zu Aufgabe b)
Tipp zu Aufgabe c)
Lösung zu Aufgabe a)
Beide Löffel bestehen überwiegend aus Eisen und sind rostfrei. Sie unterscheiden sich im Chrom-Anteil (13 % gegenüber 18 %) und vor allem im Nickel-Anteil: Löffel 1 enthält gar kein Nickel, Löffel 2 zehn Prozent.
Genau die Sorte ohne Nickel wird vom Magneten angezogen, die Sorte mit Nickel nicht. Der Zusatz von Nickel verändert also den inneren Aufbau des Stahls so stark, dass er sich nicht mehr magnetisch verhält — obwohl noch reichlich Eisen darin steckt.
Lösung zu Aufgabe b)
Die Aussage stimmt nicht. In M2 steht ausdrücklich, dass auch Löffel 2 „überwiegend Eisen“ enthält — bei 18 % Chrom und 10 % Nickel bleiben rund 72 % Eisen übrig.
Der Schüler nimmt an: „Kein Anziehen bedeutet kein Eisen.“ Das gilt aber nicht. Wie sich ein Metallstück verhält, hängt nicht nur davon ab, welche Stoffe darin sind, sondern auch davon, wie sie im Inneren angeordnet sind.
Edelstahl mit viel Nickel ist genau so ein Fall: eisenhaltig und trotzdem nicht magnetisch. Deshalb reagieren auch nicht alle Spülbecken gleich auf einen Magneten.
Lösung zu Aufgabe c)
Geeignet ist Edelstahl 13/0, also die Sorte von Löffel 1.
Begründung: Ein Induktionsherd arbeitet mit einem Magnetfeld, das nur auf magnetische Stoffe wirkt. Der Boden muss sich also wie Löffel 1 verhalten und vom Magneten angezogen werden.
Edelstahl 18/10 zeigte im Test keine Reaktion — ein Topf mit diesem Boden bliebe auf einem Induktionsherd kalt. Genau deshalb liegt vielen Töpfen ein Hinweis bei, man solle den Boden vor dem Kauf mit einem Kühlschrankmagneten testen.